铁路数字信号电缆在工程设计中需注意的问题

摘要：针对铁路数字信号电缆的实际运用经验，根据相关部门印发的技术文件，总结了在铁路信号设计过程中使用铁路数字信号电缆时应注意的问题。

关键词：铁路数字信号电缆 ZPW-2000轨道电路 车站电码化

中图分类号：U213文献标识码： A

引言

随着高速铁路的快速发展，铁路数字信号电缆已经在全路范围内大规模使用。现场运用中发现，铁路数字信号电缆在外力作用下易造成芯线“皮-泡-皮”绝缘层损伤，导致芯线绝缘不良[1]；在ZPW-2000A轨道电路备用芯线在倒接中容易发生相同载频线对违反电缆使用原则，导致因电缆间出现串音干扰造成接收器错误吸起，造成信号升级的危险后果[2]等问题。原铁道部运输局和北京全路通信信号研究设计院等相关技术主管部门及设备供应厂商，分别先后印发了《关于规范铁路数字信号电缆运用的通知》（运电信号函[2012]10号）、《ZPW-2000A轨道电路备用芯线贯通原则》（通设技术[2013]23号），规定铁路数字信号电缆仅限于ZPW-2000系列轨道电路及电码化等必须使用数字信号电缆的信号设备使用，同时规范了ZPW-2000轨道电路备用芯线贯通原则。结合近年在铁路信号设计工作中的经验，针对铁路数字信号电缆在使用应注意的问题进行阐述。

1用于ZPW-2000轨道电路时应注意的问题

ZPW-2000轨道电路应采用铁路数字信号电缆，电缆及芯线应符合以下规定：

a）电缆中有两个及以上相同基准载频的发送线对，或者有两个及以上相同基准载频的接收线对时，该电缆应采用内屏蔽铁路数字信号电缆。

b）电缆中各发送线对、接收线对载频均不同时，可采用非内屏蔽铁路数字信号电缆，线对应按四线组对角线成对使用。

c）相同载频的发送线对和接收线对不应使用同一根电缆。

d）相同载频的发送线对或接收线对不应使用同一四线组。[3]

铁路数字信号电缆分为内屏蔽铁路数字信号电缆和非内屏蔽铁路数字信号电缆。其中内屏蔽铁路数字信号电缆又分为A、B两型。B型内屏蔽电缆中除个别单独芯线外均为屏蔽四线组；A型内屏蔽电缆中除屏蔽四线组外还有部分非屏蔽芯线，主要用于客货共线自动闭塞区间轨道电路及通过信号机合缆的情况。根据“运电信号函[2012]10号”文要求区间通过信号机现阶段已必须与ZPW-2000轨道电路分缆，ZPW-2000轨道电路采用铁路数字信号电缆，通过信号机采用非数字信号电缆，所以A型内屏蔽电缆已很少使用。

在客运专线和高铁线路，为了提高维修效率，将区间ZPW-2000轨道电路的备用芯线从近端贯通到远端，电缆故障时在始端和终端快速倒接。但由于备用芯线设计不规范可能造成倒接后相同载频的芯线混入同一个四线组造成串音干扰。在区间轨道电路的最远端只有一个发送或接收时，若采用4芯备2芯的非内屏蔽电缆，由于备用芯线近、远端贯通，如果把在区间中其他与远端相同载频的轨道区段电缆倒接到备用芯线，则最远端轨道电路的信号延非内屏蔽电缆中的备用芯线串入倒接的备用屏蔽四线组中造成串音干扰。

为解决此类问题北京全路通信信号研究设计院在《ZPW-2000A轨道电路备用芯线贯通原则》规定了备用芯线的贯通要求，其中要求“发送电缆和接收电缆分别设置专用的内屏蔽四芯组作为备用”。根据此条要求，则在客运专线及高速铁路区间ZPW-2000轨道电路设计中，应全部采用B型的内屏蔽铁路数字信号电缆吉，即电缆末端的轨道电路采用8B备6芯的内屏蔽电缆。而对其他不要求备用芯线从远端到近端一次性倒接的线路，为避免产生类似串音干扰的问题，可参照此方案ZPW-2000轨道电路全部采用B型内屏蔽铁路数字信号电缆，或者不将备用芯线贯通连接，使用备用芯线时需分段倒接。

2车站电码化时应注意的问题

车站电码化电缆使用原则如下：

a）电缆中有两个及以上同频的发送线对，或者有两个及以上同频的检测线对时，该电缆应采用内屏蔽铁路数字信号电缆。

b）电缆中各发送线对、检测线对不同频时，可采用非内屏蔽铁路数字信号电缆，线对应按四线组对角线成对使用。

c）相同载频的发送线对和检测线对不应使用同一根电缆。

d）相同载频的发送线对或检测线对不应使用同一四线组。[4]

在限制铁路数字信号电缆使用范围前，两线制电码一般不区分叠加电码化轨道区段和非电码化区段，四线制电码一般不区分电码化芯线和轨道电路芯线，均按合缆设计使用铁路数字信号电缆。

现阶段按“运电信号函[2012]10号”文要求，仅两线制电码化区段和四线制电码化发码或检测芯线采使用铁路数字信号电缆，其他均使用非数字信号电缆。

因此和区间ZPW-2000轨道电路电缆类似，车站电码化一般也已不使用A型内屏蔽电缆。若车站电码化备用芯线按客专区间轨道电路要求使用备用芯线，则电码化电缆也应全部使用B型内屏蔽铁路数字信号电缆，为备用芯线预留专用内屏蔽四芯组；或者备用芯线不贯通连接，倒接时分段进行，否则也可能产生区和区间ZPW-2000轨道电路类似的串音干扰问题。

另一方面在对“相同载频的发送线对或检测线对不应使用同一四线组”这一要求的认识，在实际工程设计中存在差异。区间ZPW-2000无绝缘轨道电路每个区段均设有一个发送器，而车站电码化不同，接车进路或发车进路一般只设置一台发送器，进路上的轨道区段按预叠加方式分段发码，同一进路上的轨道区段电码化的码序是相同的。在实际工程设计中，往往认为同频但相同发送器的电码化电缆可以使用同一个四线组，即使产生干扰，由于码序相同也不会对列车接收到的机车信号产生影响，按此种方法设计同一发送器的两个发送线对可以合用一个内屏蔽线组，减少对内屏蔽四线组数量的需求，从而降低工程造价。

但按上面方法进行设计在特殊情况下会对造成电码化码序升级，影响运输安全。当如图1所示，车站IG设有接车进路信号机XIL，车站信号楼在XIL右侧，IG1受电端发码芯线与下行正线接车进路的所有区段受电端发码芯线共缆接至信号楼，若IG1受电发码芯线与IAG受电发码芯线在同一四线组，IG1有列车占用发HU码，IAG应不发码，但由于这两个区段共用一个四线组，IG1所HU码会串入IAG。这时区间一列列车办理了在X进站外方停车作业，其在接近区段应收到HU码，若列车因其他原因在X进站信号机前没有停车、冒进信号，按正常情况，IAG此时应无码，列车运行控制记录装置（LKJ）在收到HU码后突然转为无码时会自动判断列车已经冒进信号，进行紧急制动，而IAG此时受IG1干扰也发HU码，LKJ不能判断出列车已经冒进信号，不会进行紧急制动，这样实际上使LKJ防冒进的功能失效，对运输安全造成影响。

图１股道发码干扰接车进路区段示意图

以上这种可能性还可能在正线股道有分割或者车信号楼位置与站中心严重偏离超出股道范围等情况出现。这些情况的共同点是接车进路的道岔区段发码芯线可能和股道的发码芯线合缆回信号楼，股道发码可能干扰接车进路区段。在实际工程设计中应避免这种情况，严格按照“相同载频的发送线对或检测线对不应使用同一四线组”这一要求进行设计。

结束语

在归纳了近年在铁路工程领域设计、使用铁路数字信号电缆时遇到的问题，结合近年相关部门印发的技术文件，提出了铁路数字信号电缆在具体信号工程设计中应注意的问题，并提出了相关解决方案。

参考文献:

[1] 《关于规范铁路数字信号电缆运用的通知》运电信号函[2012]10号

[2]《ZPW-2000A轨道电路备用芯线贯通原则》通设技术[2013]23号

[3]《ZPW-2000轨道电路技术条件》TB/T3206-2008

[4]《铁路车站电码化技术条件》TB/T2465-2010